KR20150006334A - 필름 마스크 수정 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 프린트 배선기판 등의 노광 처리를 행하는 노광 장치에 사용되는 필름 마스크의 왜곡을 수정하는 필름 마스크 수정 장치에 관한 것으로, 본 발명의 필름 마스크 수정 장치는 필름 마스크 홀더에 장착된 필름 마스크 상에 장착된 필름 마스크와의 사이에 밀폐 공간을 형성하는 공간 형성체와, 상기 공간 형성체의 밀폐 공간을 부압 상태로 하는 흡입 장치와, 상기 공간 형성체 내에 있어서, 상기 필름 마스크를 변형시키는 가압 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.
상기 구성의 필름 마스크 수정 장치에 의하면, 공간 형성체의 내부의 밀폐 공간을 흡입 장치에 의해 부압 상태로 할 수 있기 때문에 필름 마스크를 띄우거나 또는 마스크 홀더와의 흡착력을 약하게 할 수 있다. 그리고, 이 상태에서 가압 장치에 의해 필름 마스크를 변형시키기 위하여 용이하게 필름 마스크의 일 부분의 왜곡을 수정하고, 보정할 수 있게 된다. 그 결과, 긁는 횟수가 감소하여 작업자의 부담이 경감되어 필름 마스크의 손상이 억제되고, 더욱이 마찰에 의한 발진 등이 저감되는 효과가 있다.

Description

필름 마스크 수정 장치{Film mask correction device}

본 발명은 프린트 배선기판 등의 노광 처리를 행하는 노광 장치에 사용되는 필름 마스크의 왜곡을 수정하는 필름 마스크 수정 장치에 관한 것이다.

포토레지스트 등의 감광 재료를 도포한 기판 표면에 소정의 패턴을 노광 장치에 의하여 감광하여 태우고, 그 후에 에칭 공정에 의해 기판 상에 패턴(pattern)을 형성하는 포토리소그래피(photolithography) 법이 다양한 분야에서 널리 응용되고 있으며, 프린트 배선 기판도 최근 노광 장치를 사용하여 제조되어 지고 있다. 이러한 프린트 배선 기판의 노광 장치에 있어서, 패턴 원화가 그려진 원판으로서 수지 필름 마스크가 많이 사용되어 지고 있다.

한편, 스마트폰으로 대표되는 디지털 단말기 등은 소형 경량화와 고기능 고성능화의 요구가 높아지고 있으며, 이에 수반하여 전자 부품을 실장하는 프린트 배선 기판도 다층화, 박막 기판화가 진행되어, 배선의 고밀도 고정밀화가 진행되어 지고 있다.

따라서, 필름 마스크를 사용한 밀착식 노광 장치에 있어서도 종래 이상의 위치맞춤 정밀도가 요구되게 되었다.

그러나, 필름 마스크 작성시의 그리기 엇갈림, 필름 마스크 자체의 신축성, 필름 마스크 장착시의 왜곡, 밀착 노광 반복에 의한 신축 및 왜곡, 또는 기판 자체의 신축 및 왜곡 등이 복합적으로 중첩하여, 회로 패턴의 일부분이 기판의 하층 회로 패턴과 맞지 않는 문제가 다수 발생하고 있어, 높은 위치맞춤 정밀도의 요구에 응할 수 없게 되어 오고 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해, 특허 문헌 1, 2에 개시된 바와 같이 필름 마스크 외주부를 인장하는 것으로 필름 마스크 전체를 탄성 변형시켜 위치 맞춤을 하고, 이 상태에서 노광을 행하는 프린트 배선 기판용의 노광 장치가 이미 제안되어 사용되어 지고 있다. 그러나, 이러한 프린트 배선 기판용의 노광 장치는 신규한 노광 장치로 하든지, 또는 기존의 노광 장치를 대폭 개선할 필요가 있었다. 또한, 필름 마스크 전체를 변형시키는 구성으로 인해 필름 마스크의 일 부분의 왜곡에 완벽하게 대응할 수 없는 문제가 있다.

종래의 필름 마스크를 사용한 밀착식 노광 장치의 요구도 여전히 높고, 또한 기존의 노광 장치를 계속하여 사용하고 싶다는 요구도 높은 것이 현실상이다.

특허문헌 1: 일본국 특허 제3345178호 특허문헌 2: 일본국 특허 제3402681호

종래의 노광 장치를 사용하여 고정밀도의 위치맞춤을 실현하기 위해서는, 실제의 생산 현장에서는 작업자가 카메라의 모니터 화상에 의해 기판 및 필름 마스크의 위치맞춤 상태를 기억하고, 일단 필름 마스크 홀더를 인출하여, 어긋나 있는 부분을 어느 정도 탄력과 마찰력이 있는 물질(수지 등)로 긁는 등을 행하여, 필름 마스크의 일 부분의 왜곡을 수정하여 보정하고 있는 실정이다.

그러나, 필름 마스크는 필름 마스크 홀더와 진공 밀착에 의해 대기압이 걸린 상태에서 필름 마스크와 필름 마스크 홀더를 견고하게 밀착하고 있다. 노광 장치에서 필름 마스크 홀더를 인출한 상태에서도 필름 마스크는 필름 마스크 홀더에 진공 밀착시키고 있기 때문에, 이 상태에서 필름 마스크를 탄성 변형시켜 움직이기 위해서는 작업자는 힘을 가하여 반복하여 긁는 작업을 수행하여야 하는데, 이는 큰 부담이 되고 있다.

본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결하는 것을 목적으로 하여, 필름 마스크의 회로 패턴과 기판의 회로 패턴과 부분적인 엇갈림을 쉽게 수정하고, 보정할 수 있는 필름 마스크 수정 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 필름 마스크 수정 장치는 필름 마스크 홀더에 장착된 필름 마스크 상에 장착된 필름 마스크와의 사이에 밀폐 공간을 형성하는 공간 형성체와, 상기 공간 형성체의 밀폐 공간을 부압 상태로 하는 흡입 장치와, 상기 공간 형성체 내에 있어서, 상기 필름 마스크를 변형시키는 가압 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.

상기 흡입 장치는 상기 밀폐 공간의 부압 상태를 유지 및 해제 가능하도록 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 가압 장치는 필름 마스크를 임의의 방향으로 가압하면서 긁는 기구를 구비하는 것이 바람직하다. 더욱이, 상기 가압 장치는 상기 공간 형성체의 외부에서부터 내부로 관통하는 샤프트와, 상기 샤프트를 상하 이동 가능하고 360° 방향으로 틸팅 가능하게 유지하는 베어링과, 상기 샤프트의 공간 형성체의 내부의 선단에 설치되고, 필름 마스크를 긁기 위한 긁음 부를 구비하는 것이 가능하다.

상기 구성의 필름 마스크 수정 장치에 의하면, 공간 형성체의 내부의 밀폐 공간을 흡입 장치에 의해 부압 상태로 할 수 있기 때문에 필름 마스크를 띄우거나 또는 마스크 홀더와의 흡착력을 약하게 할 수 있다. 그리고, 이 상태에서 가압 장치에 의해 필름 마스크를 변형시키기 위하여 용이하게 필름 마스크의 일 부분의 왜곡을 수정하고, 보정할 수 있게 된다. 그 결과, 긁는 횟수가 감소하여 작업자의 부담이 경감되어 필름 마스크의 손상이 억제되고, 더욱이 마찰에 의한 발진 등이 저감되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태를 도시하는 개략도이고,
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 동작을 도시하는 설명도이고,
도 3은 본 발명의 일 실시형태의 동작을 도시하는 설명도이고,
도 4는 본 발명의 일 실시형태의 동작을 도시하는 설명도이고,
도 5는 본 발명의 일 실시형태를 이용한 노광 공정의 설명도이고,
도 6은 본 발명의 일 실시형태를 이용한 노광 공정의 설명도이고,
도 7은 본 발명의 일 실시형태를 이용한 노광 공정의 설명도이고,
도 8은 본 발명의 일 실시형태를 이용한 노광 공정의 설명도이다.

이하 본 발명의 실시 형태를 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 필름 마스크 수정 장치 A를 개략적으로 나타낸다. 필름 마스크 수정 장치 A는 상자 본체 1을 구비하고, 이 상자 본체 1은 상자 형상을 이루고, 일면이 개방된 개구 10으로 이루어지고, 이 개구 10 쪽을 필름 마스크 5의 상면에 씌워 필름 마스크 5와의 사이의 밀폐 공간 15를 형성하도록 구성되어 있다. 개구 10의 주위의 단부 11은 평면도가 높게 가공되고 있어, 밀폐 공간 15의 감압에 의해 필름 마스크 5가 주변 단부 11에 밀착하여 진공 누설이 방지되는 구성으로 되어 있다. 단부 11에 어떤 실(seal) 특성을 갖게 하는 것도 가능하다.

또한, 상자 본체 1은 수정 부분을 확인할 수 있는 투명체가 양호하고, 적어도 일부를 투명하게 구성하는 것이 바람직하다.

상자 본체 1에는 흡입 장치 2가 설치되어 있고, 흡입 장치 2의 흡입 펌프 20에 의해 밀폐 공간 15를 흡입하여 부압으로 하도록 구성되어 있다. 흡입 펌프 20과 밀폐 공간 15 사이에 핸드 밸브 21이 설치되어 있고, 작업자가 핸드 밸브 21을 조작하여 흡입 펌프 20의 온/오프, 밀폐 공간 15의 부압 상태의 유지, 밀폐 공간 15의 부압 상태의 해제를 행할 수 있도록 되어 있다.

상자 본체 1의 개구 10에 대향하는 상면 12에는 가압 장치 3이 설치되어 있다. 가압 장치 3은 수지제의 긁는 공 30과 이 긁는 공 30을 지지하는 샤프트 31을 갖추고 있다. 긁고 공 30은 밀폐 공간 15 내부에 위치하고 있으며, 샤프트 31은 상면 12에서 상자 본체 1 외부에서부터 밀폐 공간 15 내부에 관통하고 있다. 샤프트 31은 구면 베어링 32를 통해 관통하고 있으며, 샤프트 31은 상하 이동 가능, 회전 가능하고, 더욱이 상면 12 측에서 볼 때 360도 방향으로 틸팅 가능하게 되어 있다. 이 구성에 의해 긁는 공 30은 필름 마스크 5에 대하여 임의의 압력으로 접촉이 가능하고, 또한 한편으로 임의의 방향으로 이동 가능하며, 그 결과 임의의 방향으로 필름 마스크 5를 긁는 것(마찰하는 것)이 가능하게 되어 있다.

샤프트 31의 상단부에는 손잡이 33가 설치되어 있으므로, 작업자는 손잡이 33에 의해 샤프트 31을 상하 이동, 회전, 틸팅시켜 긁는 공 30으로 필름 마스크 5에 대해 긁는 동작을 수행하도록 구성되어 있다.

샤프트 31에는 압축 코일 스프링 34가 설치되어 있음에 의해, 샤프트 31은 상부 방향으로 가압되어 있다.

긁는 공 30은 어느 정도의 탄력과 마찰력이 있는 물질로 엇맞음을 수정하는 방향으로 필름 마스크를 마찰하여, 위치 엇맞음을 수정하는 것이 가능한 재질로 한다. 필름 마스크 5의 재질은 주로 폴리에스테르 제로 되어, 긁는 공 30이 금속 등의 딱딱한 것이라면 필름 마스크를 손상시켜 버린다. 반대로, 긁는 공 30이 너무 부드러우면 긁는 물질만 크게 탄성 변형하는 것만으로 되고 필름 마스크 5에 대하여 충분히 가압하는 힘을 가할 수 없기 때문에 필름 마스크를 마찰하여 탄성 변형을 시키기 위한 마찰력이 얻어지기 어렵다. 따라서, 필름 마스크를 긁는 재질은 우레탄 등의 수지가 바람직하다.

샤프트 31의 상자 본체 1에서 외부로 돌출되어 있는 부분 및 구면 베어링 32는 씰 커버(seal cover) 35에 의해 덮여 있으며, 밀폐 공간 15의 밀폐성을 유지하도록 구성되어 있다.

다음으로, 상기 실시 형태의 필름 마스크 수정 장치 A의 사용 방법에 대해 설명한다.

도 5는 노광 장치의 일반적인 구성을 도시하고 있다.

프린트 배선 기판 등의 기판 8은 플래튼(platen) 9 위에 진공 흡착되어 지고, 상기 플래튼 9는 XYθ 스테이지 90에 의해 XYθ 방향으로 이동 가능하고, Z 축 91에 의해 상하 방향 이동 가능하게 구성되어있다.

플래튼 9의 상방으로 설치된 필름 마스크 홀더 6은 홀더프레임 61의 글라스 판 60에 흡착 장치 62에 의해 흡착된 필름 마스크 5가 장착되어 있으며, 상기 필름 마스크 5는 홀더프레임 61의 아래쪽에 기판 8에 대향하여 설치되어 있다.

글라스 누름 부 63은 글라스 판 60의 가압을 하고 있다.

노광에 있어서는, 도 5의 (B)에 도시된 바와 같이 먼저 카메라 7에 의해 마스크 마크 50과 기판 마크 80의 의치 맞춤을 수행하고, 그런 다음 도 6에 도시된 바오 같이 Z 축 91에 의해 플래튼 9를 상승시키고, 필름 마스크 5와 기판 8을 밀착시켜서 흡입 장치(도시 생략)에 의해 진공 밀착을 시킨다. 그리고, 도 7에 도시된 바와 같이 카메라 7에 따라 필름 마스크 5의 마스크 회로 패턴 51과 기판 회로 패턴 81의 맞춤 상태를 확인한다. 그림 7의 (B)에 도시된 바와 같이 마스크 회로 패턴 51과 기판 회로 패턴 81이 어긋나 있는 경우에는 필름 마스크 5의 수정이 필요하다고 판단되어 진다.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이 필름 마스크 홀더 6을 노광 장치에서 인출하여, 반전시켜 필름 마스크 5를 상측에 위치시켜, 이 상태에서 필름 마스크 수정 장치 A를 필름 마스크 5 위에 장착한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 필름 마스크 5의 위치 엇갈림을 수정하고자 하는 부분의 위에 필름 마스크 수정 장치 A를 장착하고, 필름 마스크 5의 상면과의 사이에 밀폐 공간 15를 형성한다. 그리고, 핸드 밸브 21을 열고 상자 본체 1 내의 밀폐 공간 15의 감압을 실시한다. 밀폐 공간 15를 부압 상태로 하는 것으로 필름 마스크 5를 약간 떠오르게 할 수 있다. 또는, 글라스 판 60과의 진공 밀착에 의한 흡착력을 약하게 하여 필름 마스크를 움직이기 쉬운 상태로 하는 것이 가능하다.

이 상태에서 도 3에 도시된 바와 같이, 작업자들은 손잡이 33을 눌러서 긁는 공 30을 필름 마스크 5에 가압으로 부가하고, 손잡이 33에 의해 샤프트 31을 틸팅시켜 필름 마스크 5를 임의의 방향으로 긁고, 필름 마스크 5의 탄성 변형을 시킨다. 이때, 작업자는 도 3의 (B)에 도시된 바와 같이 사전에 확인한 마스크 회로 패턴 51과 기판 회로 패턴 81의 엇갈림을 해소하도록 필름 마스크 5를 문질러 탄성 변형시킨다.

그리고, 긁는 공 30으로 필름 마스크 5를 마찰한 상태(손잡이 33을 손으로 밀어 넣은 상태)에서 핸드 밸브 21을 닫고 핸드 밸브 21에서 압력을 제거해, 상자 본체 1의 부압 상태를 해제(대기 개방)시키면, 필름 마스크 5는 글라스 판 60에 다시 진공 밀착하여 필름 마스크 5는 탄성 변형하고 수정된 위치에서 글라스 판 60 에 밀착된다. 즉, 위치 엇갈림 수정에 의한 필름 마스크의 탄성 변형의 상태가 유지된다.

그 다음으로, 도 4에 도히된 바와 같이 작업자가 손잡이 33을 놓으면 압축 코일 스프링 34의 스프링 력에 의해 긁는 공 30과 샤프트 31은 상방으로 되돌아 가게 된다.

이어서, 필름 마스크 수정 장치 A를 필름 마스크 5에서 떼어 필름 마스크 홀더 6을 다시 노광 장치에 삽입하고, 도 7에 도시된 바와 같이 필름 마스크 5와 기판 8을 밀착시켜 카메라 7에 의해 필름 마스크 5의 마스크 회로 패턴 51과 기판 회로 패턴 81의 맞춤 상태를 재확인하고, 필름 마스크 5에 그려진 회로 패턴 51이 의도한 위치로 이동하여 수정이 완료되었는지 확인한다.

수정이 완료된 경우에는, 노광 공정으로 이행한다. 완료되지 않으면 다시 필름 마스크 홀더 6을 제거하고, 필름 마스크 수정 장치 A에 의해 다시 수정 작업을 행한다.

1 : 상자 본체, 2 : 흡입 장치, 3 : 가압 장치,
5 : 필름 마스크, 6 : 필름 마스크 홀더, 7 : 카메라,
8 : 기판, 9 : 플래튼, 10 : 개구,
11 : 단부, 12 : 상면, 15 : 밀폐 공간,
20 : 흡인 펌프, 21 : 핸드 밸브, 30 : 긁는 공,
31 : 샤프트, 32 : 구면 베어링, 33 : 손잡이,
34 : 압축 코일 스프링, 35 : 씰 커버, 50 : 마스크 마크,
51 : 마스크 회로 패턴, 60 : 글라스 판, 61 : 홀더 프레임,
62 : 흡착 장치, 63 : 글라스 누름부, 80 : 기판 마크,
81 : 기판 회로 패턴, 90 : XYθ 스테이지, 91 : Z 축.

Claims (4)

1. 필름 마스크 홀더에 장착되어 진 필름 마스크 상에 장착된, 필름 마스크와의 사이에 밀폐 공간을 형성하는 공간 형성체와,
   상기 공간 형성체의 밀폐 공간을 부압 상태로 하는 흡입 장치와,
   상기 공간 형성체 내에 있어서, 상기 필름 마스크를 변형시키는 가압 장치를
   갖는 것을 특징으로 하는 필름 마스크 수정 장치.
   
2. 제 1항에 있어서, 상기 흡입 장치는 상기 밀폐 공간의 부압 상태를 유지 및 해제 가능하게 하는 것을 특징으로 하는 필름 마스크 수정 장치.
   
3. 제 1항에 있어서, 상기 가압 장치는 필름 마스크를 임의의 방향으로 가압하면서 긁는 기구를 구비하는 것을 특징으로 하는 필름 마스크 수정 장치.
   
4. 제 1항에 있어서, 상기 가압 장치는 상기 공간 형성체의 외부에서부터 내부로 관통하는 샤프트와,
   상기 샤프트를 상하 이동 가능하고 더욱이 틸팅 가능하게 유지하는 베어링과,
   상기 샤프트의 공간 형성체의 내부의 선단에 설치되고, 필름 마스크를 긁기 위한 긁음 부를 구비하는 것을 특징으로 하는 필름 마스크 수정 장치.

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